لماذا تمثل الطباعة ثلاثية الأبعاد المستقبل؟

مع تطوير مواد وعمليات جديدة ، يمكن أن يكون للطباعة ثلاثية الأبعاد تأثير عميق على الاستدامة والتخلص من النفايات.

إن إمكانات الطباعة ثلاثية الأبعاد والتصنيع الإضافي كبيرة جدًا لدرجة أنها قد تقلب الصناعة التحويلية كما نعرفها. سيكون التغيير الأكثر وضوحًا هو الإنتاج المحلي ، والذي قد يحل محل التصنيع الموزع التقليدي أو يحل محله. تغيير كبير آخر هو القدرة على التخصيص.

بالإضافة إلى تخريب التصنيع التقليدي ، ستعمل الطباعة ثلاثية الأبعاد أيضًا على تحسين الاستدامة من خلال استخدام المواد غير البتروكيماوية. ستكون المواد الجديدة أرخص وأسهل في الشراء ، مما يقلل من تكاليف التصنيع. ستؤثر هذه التكاليف المنخفضة أيضًا على تكلفة تخزين المواد وأنظمة النقل والنقل.

مصدر الصورة: Unsplash

ما هو التصنيع الإضافي؟

التصنيع الإضافي هو عملية تصنيع الأشياء عن طريق تكديس المواد طبقة تلو الأخرى (عادةً مسحوق بلاستيك أو معدن). يمكن أن تكون هذه الأهداف في الواقع أي شيء. طالما يمكن تصميم النموذج ثلاثي الأبعاد في البرنامج ، يمكن طباعته.

لماذا يعتبر التصنيع الإضافي هدامًا؟

في التصنيع التقليدي ، يتم تضمين عدة خطوات لتصور المنتجات وتصميمها وتطويرها. أولاً ، يحتاج المصممون إلى تصميم مخططات. بعد ذلك ، تحتاج المنظمة إلى الاتصال بالمصنع وموردي المواد. بعد ذلك ، سينتج المصنع عينة من المعدات ويعيدها إلى المؤسسة (قد يستغرق ذلك عدة أسابيع ، خاصة إذا كان المصنع في الخارج). إذا كانت العينة بحاجة إلى تعديل ، فيجب تكرار هذه العملية لتغيير الأسابيع إلى أشهر. بمجرد أن يتعلق الأمر بالإنتاج الضخم ، سيشرف مديرو المصانع على الأشخاص أو الروبوتات على خط التجميع لإكمال الإنتاج. ثم يتم شحن المنتج النهائي مرة أخرى إلى المنظمة.

قارنها مع التصنيع الإضافي. على الرغم من أن المصممين لا يزالون بحاجة إلى مخططات. ومع ذلك ، ليست هناك حاجة للاتصال بالمصنع لإنتاج العينات وتنفيذ الإنتاج الضخم. يمكن عمل كلاهما داخليًا باستخدام العديد من الطابعات ثلاثية الأبعاد بمساعدة موزعي مسحوق البلاستيك أو المعدن. الوقت اللازم للمنتج من المفهوم إلى الإطلاق ليس سوى جزء صغير من الماضي.

بالنسبة للمؤسسات الصغيرة التي ليس لديها قدرة إنتاجية ، ستظل المصانع موجودة دائمًا للإنتاج بالجملة ، ولكن القدرة على إنتاج العينات دون الاستعانة بمصادر خارجية يمكن أن توفر الكثير من الوقت للشركة.

الإنتاج المستدام

أحد أفضل الأشياء في الطباعة ثلاثية الأبعاد هو التنوع المذهل للمواد التي يمكننا الاختيار من بينها. هذا يعني أنه من الممكن الانتقال من عملية تصنيع غير مستدامة إلى عملية تصنيع أكثر استدامة دون تحديث المعدات - وهذا ما تحتاج الشركات إلى القيام به عند مواجهة ضغوط متزايدة.

في الوقت الحاضر ، أكبر عقبة بيئية في تصنيع الإضافات المعدنية هي عملية الانحلال للمسحوق. الشكلان الرئيسيان للانحلال هما الغاز والبلازما ، والتي ستستهلك الكثير من الطاقة وتتسبب في أضرار جسيمة بالبيئة.

لذلك ، يتم تطوير عمليات جديدة لمواجهة هذا التحدي. على سبيل المثال ، يمكن للمتغيرات من الانحلال البلازمي باستخدام الميكروويف استعادة المواد المستخدمة في ما يقرب من 100 في المائة من العائد مع استخدام طاقة أقل من الغاز أو البلازما. يتم أيضًا تطوير مواد الراتنج للمساعدة في تخزين مكثفات المعادن وإعادة تدويرها بأمان وتقليل النفايات التي ننتجها. يمكننا حتى صنع خيوط بلاستيكية معاد تدويرها في المنزل.

كل هذه التقنيات تمكننا من استخدام مقالب النفايات المنزلية دون الاعتماد على الإنتاج والتعدين الأجنبي. ما نحصل عليه هو دورة إنتاج مستدامة. تشتري الشركات المواد المصنوعة من نفايات التصنيع المضافة ، وطباعة منتجاتها ثلاثية الأبعاد ، ثم تبيع نفاياتها الجديدة مرة أخرى إلى الشركات المصنعة للمسحوق المعاد تدويره.

بالإضافة إلى ذلك ، أصبحت المواد الحيوية مثل PA11 المصنوعة من بذور الخروع وزيت الخروع أكثر شيوعًا. وهذا يعني تقليل تعدين المعادن وتصنيع البلاستيك. في المستقبل ، ستستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد مواد مختلفة.

التصنيع الذكي

تشمل الاتجاهات الناشئة الحالية تخصيص التصنيع الإضافي في سير عمل المؤسسة. في هذه المرحلة من التطوير ، لا تزال الشركات تحاول فهم كيفية الجمع بين الطباعة ثلاثية الأبعاد والتقنيات الحالية. عندما تحدث المشاكل بدون مراقبة يدوية ، يمكن أن يلعب التعلم الآلي دورًا في تصحيح الأخطاء والأخطاء في عملية الإنتاج. سيحسن هذا "التصنيع الذكي" بشكل كبير من كفاءة الإنتاج والحجم والعملية المستخدمة لتصميم المنتجات عبر الصناعة.

تطبيقات طبية

بالنظر إلى المستقبل ، سنرى الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر اندماجًا في صناعة الطب الحيوي. في الواقع ، هذا يحدث بالفعل. لم يعد مجرد حلم أن تكون قادرًا على طباعة غرسات وأجهزة خاصة بالمريض (تسمى الطباعة الحيوية) ، والتي تعد أيضًا الحدود التالية. يتم تطوير مواد جديدة للمساعدة في إدارة الأدوية ، وتصنيع الأنسجة البيولوجية ، وفي النهاية طباعة الأعضاء القابلة للزرع.

مستقبل الطباعة ثلاثية الأبعاد مشرق

الطباعة ثلاثية الأبعاد هي المستقبل. مستقبل له تأثير عميق على الاستدامة والقضاء على النفايات. إن سرعة تطوير الطباعة ثلاثية الأبعاد أو التصنيع الإضافي مذهلة. في الأصل مجرد طباعة تماثيل ثلاثية الأبعاد بسيطة ، أصبحت تقنية اختراق جديدة تستخدمها الصناعة والأوساط الأكاديمية.

الآن ، يمكننا أن نرى أنه يتم تشكيل مواد جديدة وعمليات الانحلال المفيدة لبيئة الأرض. تستخدم الأقسام الطبية الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج غرسات وأجهزة خاصة بالمريض. سيتم إكمال إنتاج العينات داخليًا بدلاً من الاعتماد على المصانع الخارجية. كلما أحرزنا المزيد من التقدم ، كلما كان من الواضح أن المستقبل يعتمد على التصنيع الإضافي.